ОПРЕДЕЛЕНИЕ ДАВЛЕНИЯ ПАРОВ ТЕКУЧЕЙ СРЕДЫ В ИЗМЕРИТЕЛЬНОЙ СБОРКЕ Российский патент 2023 года по МПК G01F1/80 G01L9/00 G01L15/00 G01F15/06 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Описанные ниже варианты реализации относятся к определению давления паров и, в частности, к определению давления паров текучей среды в измерительной сборке.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Вибрационные датчики, например, такие, как вибрационные денситометры и расходомеры Кориолиса, общеизвестны и используются для измерения массового расхода и для получения другой информации о материалах, протекающих по трубопроводу в расходомере. Примерные расходомеры Кориолиса раскрываются в патенте США 4,109,524, патенте США 4,491,025 и Re. 31,450, все от J.E. Smith и др. Эти расходомеры имеют один или несколько трубопроводов прямой или изогнутой конфигурации. Каждая из конфигураций трубопровода в массовом расходомере Кориолиса, например, имеет набор собственных колебательных мод, которые могут быть простыми изгибными модами, крутильными модами или модами связанного типа. В каждом трубопроводе могут возбуждаться колебания на предпочтительной моде.

Материал втекает в расходомер из присоединенного магистрального трубопровода на впускной стороне расходомера, направляется через трубопровод(-ы) и выходит из расходомера через выпускную сторону расходомера. Собственные колебательные моды колебательной системы отчасти задаются общей массой трубопроводов и материала, протекающего в пределах трубопроводов.

При отсутствии потока через расходомер приводная сила, приложенная к трубопроводу(-ам), заставляет все точки вдоль трубопровода(-ов) колебаться с одинаковой фазой или с малым "смещением нуля", которое представляет собой время задержки, измеряемое при нулевом расходе. Когда материал начинает протекать через расходомер, силы Кориолиса приводят к тому, что каждая точка вдоль трубопровода(-ов) имеет различную фазу. Например, фаза на впускном конце расходомера отстает от фазы в центрированном положении привода, тогда как фаза на выпускном конце опережает фазу в центрированном положении привода. Тензометрические датчики на трубопроводе(-ах) вырабатывают синусоидальные сигналы, отображающие движение трубопровода(-ов). Выходные сигналы от тензометрических датчиков обрабатываются для определения времени задержки между тензометрическими датчиками. Запаздывание между двумя или несколькими тензометрическими датчиками пропорционально массовому расходу материала, протекающего по трубопроводу(-ам).

Электронный измеритель, соединенный с приводом, создает приводной сигнал для управления приводом и определяет массовый расход и другие свойства материала по сигналам, принимаемым от тензометрических датчиков. Привод может содержать одну из многих хорошо известных конструкций; однако, магнит и противостоящая приводная индукционная катушка наиболее успешно используются в производстве расходомеров. Переменный ток пропускается через приводную индукционную катушку для возбуждения колебаний трубопровода(-ов) при желаемой амплитуде и частоте колебаний расходомерной трубки. В данной области техники также известно предоставление тензометрических датчиков в виде конструкции магнита и индукционной катушки, очень похожей на конструкцию привода. Однако тогда как привод принимает ток, который вызывает перемещение, перемещение тензометрических датчиков, обеспечиваемое приводом, может использоваться для создания напряжения.

Давление паров представляет собой важное свойство в применениях, в которых используется поток и хранение летучих текучих сред, таких, как бензин, сжиженный природный газ и сжиженный нефтяной газ. Давление паров представляет индикацию того, как летучие текучие среды могут вести себя во время использования, а также указывает на условия, при которых вероятно формирование пузырьков, и вероятен рост давления. Таким образом, измерение давления паров летучих текучих сред повышает безопасность и предотвращает повреждение транспортировочных сосудов и инфраструктуры. Например, если давление паров текучей среды слишком велико, во время накачивания и транспортировочных операций может возникнуть кавитация. Кроме того, давление пара в сосуде или в технологической линии из-за изменений температуры может потенциально превысить безопасный уровень. Поэтому часто бывает необходимо, чтобы давление пара было известно перед хранением и транспортировкой.

Обычно давление паров определяется посредством отбора проб и отправки их в лабораторию на исследование для определения значения из пробы. Это создает сложности для установления стандартов регулирования качества топлива из-за задержки в получении конечных результатов, стоимости содержания лаборатории, и проблем с безопасностью и достоверностью результатов, связанных с обработкой проб. Следовательно, существует потребность во встроенном устройстве или системе, которые позволяют определять давление паров текучей среды в измерительной сборке непрерывным образом в реальном времени в технологических условиях. Это обеспечивается посредством настоящих вариантов реализации, и достигается усовершенствование в данной области техники. Измерение на месте более надежно, поскольку оно устраняет необходимость в периодическом отборе проб и полностью исключает риск изменения свойств текучей среды в промежутке времени между отбором пробы и лабораторным анализом. Кроме того, благодаря проведению измерений в реальном времени повышается безопасность, поскольку опасные условия могут быть немедленно исправлены. Кроме того, экономятся деньги, поскольку обеспечение соблюдения нормативных требований может осуществляться посредством простых проверок на месте, причем инспекция и решения по обеспечению требований могут осуществляться с небольшой задержкой или прекращением процесса.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Предоставляется вибрационный измеритель для определения давления паров текучей среды. В соответствии с вариантом реализации, вибрационный измеритель содержит измерительную сборку, содержащую текучую среду, и электронный измеритель, связанный с возможностью осуществления связи с измерительной сборкой. Электронный измеритель выполнен с возможностью определения давления паров текучей среды в измерительной сборке на основании статического давления текучей среды в измерительной сборке.

Предоставляется способ определения давления паров текучей среды. В соответствии с вариантом реализации, способ содержит предоставление текучей среды на измерительную сборку и определение давления паров текучей среды в измерительной сборке на основании статического давления текучей среды в измерительной сборке.

АСПЕКТЫ

В соответствии с одним аспектом, вибрационный измеритель (5) для определения давления паров текучей среды содержит измерительную сборку (10), содержащую текучую среду, и электронный измеритель (20), связанный с возможностью осуществления связи с измерительной сборкой (10), причем электронный измеритель (20) выполнен с возможностью определения давления паров текучей среды в измерительной сборке (10) на основании статического давления текучей среды в измерительной сборке (10).

Предпочтительно, электронный измеритель (20), выполненный с возможностью определения давления паров текучей среды в измерительной сборке (10) на основании статического давления текучей среды в измерительной сборке (10), содержит электронный измеритель (20), выполненный с возможностью варьирования статического давления текучей среды в измерительной сборке (10) до тех пор, пока не будет обнаружено изменение фазы текучей среды, и определения статического давления текучей среды в измерительной сборке (10).

Предпочтительно, статическое давление текучей среды в измерительной сборке (10) изменяется вследствие по меньшей мере одного из изменения высоты и изменения скорости протекания текучей среды в измерительной сборке (10).

Предпочтительно, измерительная сборка (10) выполнена с возможностью возбуждения колебаний и предоставления сигналов датчиков, возникающих в результате этих колебаний, и электронный измеритель (20) дополнительно выполнен с возможностью обнаружения паров в измерительной сборке (10) на основании сигналов датчиков.

Предпочтительно, электронный измеритель (20) дополнительно выполнен с возможностью определения давления паров текучей среды в измерительной сборке (10) на основании обнаружения изменения фазы текучей среды в измерительной сборке (10).

Предпочтительно, статическое давление текучей среды в измерительной сборке (10) определяется на основании по меньшей мере одного из давления на впуске и давления на выпуске текучей среды.

Предпочтительно, статическое давление текучей среды в измерительной сборке (10) определяется посредством вычисления изменения статического давления в измерительной сборке (10) на основании изменения площади поперечного сечения в измерительной сборке (10).

Предпочтительно, электронный измеритель (20) дополнительно выполнен с возможностью связи с одним или более из насоса (510), и устройства (540) управления потоком для варьирования статического давления текучей среды в измерительной сборке (10).

Предпочтительно, электронный измеритель (20) дополнительно выполнен с возможностью связи по меньшей мере с одним из датчика (520) давления на впуске и датчика (530) давления на выпуске для определения статического давления текучей среды в измерительной сборке (10).

В соответствии с аспектом способ определения давления пара текучей среды содержит предоставление текучей среды на измерительную сборку и определение давления паров текучей среды в измерительной сборке на основании статического давления текучей среды в измерительной сборке.

Предпочтительно, при этом определение давления паров текучей среды в измерительной сборке на основании статического давления текучей среды в измерительной сборке содержит изменение статического давления текучей среды в измерительной сборке до тех пор, пока не будет обнаружено изменение фазы текучей среды, и определение статического давления текучей среды в измерительной сборке.

Предпочтительно, статическое давление текучей среды в измерительной сборке варьируется посредством по меньшей мере одного из изменения высоты и изменения скорости протекания текучей среды в измерительной сборке.

Предпочтительно, способ дополнительно содержит возбуждение колебаний участка измерительной сборки и предоставление сигналов датчиков, возникающих в результате этих колебаний, и обнаружение паров в измерительной сборке на основании сигналов датчиков.

Предпочтительно, способ дополнительно содержит определение давления паров текучей среды в измерительной сборке на основании обнаружения изменения фазы текучей среды в измерительной сборке.

Предпочтительно, статическое давление текучей среды в измерительной сборке основано по меньшей мере на одном из давления на впуске и давления на выпуске текучей среды.

Предпочтительно, определение статического давления текучей среды в измерительной сборке содержит вычисление изменения статического давления в измерительной сборке на основании изменения площади поперечного сечения в измерительной сборке.

Предпочтительно, способ дополнительно содержит использование электронного измерителя для связи с одним или более из насоса и устройства управления потоком для варьирования статического давления текучей среды в измерительной сборке.

Предпочтительно, способ дополнительно содержит использование электронного измерителя для связи по меньшей мере с одним из датчика давления на впуске и датчика давления на выпуске для определения статического давления текучей среды в измерительной сборке.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

На всех чертежах одно и то же цифровое обозначение отображает один и тот же элемент. Следует понимать, что чертежи не обязательно приведены в масштабе.

Фиг.1 изображает вибрационный измеритель 5.

Фиг.2 - блок-схема электронного измерителя 20 вибрационного измерителя 5.

Фиг.3 - график 300, иллюстрирующий соотношение между усилением привода и соотношением газ-жидкость, которое может быть использовано для определения давления паров с использованием коэффициента измерителя давления паров.

Фиг.4 - график 400, иллюстрирующий то, каким образом статическое давление текучей среды в вибрационном измерителе может использоваться для определения давления паров.

Фиг.5 - система 500 для определения давления паров текучей среды.

Фиг.6 - способ 600 определения давления паров текучей среды.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ

Фиг.1-6 и нижеследующее описание демонстрируют конкретные примеры для пояснения специалистам в данной области техники того, как реализовать и использовать наилучшим образом варианты реализации для определения давления паров текучей среды в измерительной сборке. С целью пояснения принципов изобретения, некоторые обычные объекты были упрощены или исключены. Специалистам в данной области техники будут очевидны вариации этих примеров, которые находятся в пределах объема притязаний настоящего описания. Специалистам в данной области техники будет очевидно, что описанные ниже признаки могут быть различным образом скомбинированы, образуя множественные вариации определения давления паров текучей среды в измерительной сборке. Таким образом, варианты реализации, описанные ниже, не ограничиваются описанными ниже конкретными примерами, а только пунктами формулы и их эквивалентами.

На Фиг.1 показан вибрационный измеритель 5. Как показано на Фиг.1, вибрационный измеритель 5 содержит измерительную сборку 10 и электронный измеритель 20. Измерительная сборка 10 реагирует на массовый расход и плотность технологического материала. Электронный измеритель 20 соединяется с измерительной сборкой 10 через кабельные соединения 100 для предоставления плотности, массового расхода, информации о температуре по каналу 26 и/или другой информации.

Измерительная сборка 10 включает в себя пару коллекторов 150 и 150', фланцы 103 и 103', имеющие фланцевые горловины 110 и 110', пару параллельных трубопроводов 130 и 130', привод 180, резистивный детектор температуры (RTD) 190 и пару тензометрических датчиков 170l и 170r. Трубопроводы 130 и 130' имеют две по существу прямые впускные ветви 131, 131' и выпускные ветви 134, 134', которые сходятся друг с другом в монтажных опорах 120 и 120' трубопроводов. Трубопроводы 130, 130' изгибаются в двух симметричных местоположениях вдоль своей длины и по существу параллельны по всей своей длине. Стягивающие скобы 140 и 140' служат для задания осей W и W', вокруг которых колеблется каждый из трубопроводов 130, 130'. Ветви 131, 131' и 134, 134' трубопроводов 130, 130' неподвижно прикрепляются к монтажным опорам 120 и 120' трубопроводов, и эти опоры, в свою очередь, неподвижно прикрепляются к коллекторам 150 и 150'. Это обеспечивает непрерывный замкнутый канал для прохождения материала через измерительную сборку 10.

Когда фланцы 103 и 103', имеющие отверстия 102 и 102', присоединяются через впускной конец 104 и выпускной конец 104' в технологическую линию (не показана), которая переносит измеряемый технологический материал, материал входит во впускной конец 104 измерителя через отверстие 101 во фланце 103 и проводится через коллектор 150 на монтажную опору 120 трубопровода, имеющую поверхность 121. В пределах коллектора 150 материал разделяется и направляется через трубопроводы 130, 130'. После выхода из трубопроводов 130, 130' технологический материал вновь объединяется в единственный поток в пределах монтажной опоры 120', имеющей поверхность 121', и коллектора 150', а затем направляется на выпускной конец 104', соединенный посредством фланца 103', имеющего отверстия 102', с технологической линией (не показана).

Трубопроводы 130, 130' выбираются и соответствующим образом устанавливаются на монтажных опорах 120, 120' трубопроводов, так, чтобы иметь по существу одно и то же массовое распределение, моменты инерции и модули Юнга относительно изгибных осей W-W и W'-W', соответственно. Эти изгибные оси проходят через стягивающие скобы 140, 140'. Поскольку модули Юнга трубопроводов изменяются с температурой, и это изменение влияет на вычисление расхода и плотности, то RTD 190 устанавливается на трубопроводе 130' для непрерывного измерения температуры трубопровода 130'. Температура трубопровода 130' и, следовательно, напряжение, появляющееся на RTD 190 для данного проходящего через него тока, определяется температурой материала, проходящего через трубопровод 130'. Зависящее от температуры напряжение, появляющееся на RTD 190, используется в хорошо известном способе электронным измерителем 20 для компенсации изменения модулей упругости трубопроводов 130, 130' вследствие любых изменений температуры трубопроводов. RTD 190 соединяется с электронным измерителем 20 посредством кабельного соединения 195.

Оба трубопровода 130, 130' приводятся в движение приводом 180 в противоположных направлениях относительно их соответствующих изгибных осей W и W' и на той моде колебаний, которая называется первой несинфазной изгибной модой расходомера. Этот привод 180 может содержать любую из многих хорошо известных конструкций, например, магнит, устанавливаемый на трубопроводе 130', и противостоящую ему индукционную катушку, устанавливаемую на трубопроводе 130 и через которую проходит переменный ток для возбуждения колебаний обоих трубопроводов 130, 130'. Подходящий сигнал привода подается посредством электронного измерителя 20 через кабельное соединение 185 к приводу 180.

Электронный измеритель 20 принимает температурный сигнал RTD по кабельному соединению 195, и сигналы левого и правого датчиков, появляющиеся на кабельных соединениях 100, по которым передаются сигналы 165l, 165r левого и правого датчиков соответственно. Электронный измеритель 20 вырабатывает сигнал привода, появляющийся на кабельном соединении 185, ведущем к приводу 180, и возбуждает колебания трубопроводов 130, 130'. Электронный измеритель 20 обрабатывает сигналы левого и правого датчиков и сигнал RTD для вычисления массового расхода и плотности материала, проходящего через измерительную сборку 10. Эта информация, наряду с другой информацией, передается электронным измерителем 20 по каналу 26 в виде сигнала.

Измерение массового расхода может быть осуществлено в соответствии с уравнением:

Величина содержит операционно-выводимое (т.е. измеряемое) значение времени задержки, содержащее время задержки, присутствующее между сигналами тензометрических датчиков, например, когда время задержки связано с эффектами Кориолиса, связанными с массовым расходом через вибрационный измеритель 5. Измеряемая величина в конечном итоге определяет массовый расход протекающего материала, когда он протекает через вибрационный измеритель 5. Величина содержит калибровочную постоянную времени задержки при нулевом расходе. Величина , как правило, определяется при производстве и запрограммирована в вибрационном измерителе 5. Величина времени задержки при нулевом расходе не изменяется даже там, где изменяются условия потока. Коэффициент калибровки расхода FCF пропорционален жесткости вибрационного измерителя 5.

Давление текучей среды в вибрационном измерителе

В предположении, что несжимаемая жидкость находится при установившихся условиях, скорость, с которой масса входит в контрольный объем (например, трубку) на впуске (), равна скорости, с которой она выходит на выпуске (). Этот принцип, заключающийся в том, что массовый расход на впуске () должен быть равен массовому расходу на выпуске (), проиллюстрирован ниже уравнением [2]. При движении от впуска к выпуску массовый расход сохраняется в каждой точке трубки. Однако может наблюдаться уменьшение площади сечения потока в промежутке между впуском и выпуском. При этом уменьшении площади сечения потока требуется, чтобы скорость текучей среды увеличивалась () для поддержания того же массового расхода и соблюдения принципов сохранения массы.

; [2]

где:

- массовый расход текучей среды;

- средняя скорость текучей среды;

- плотность текучей среды;

- общая площадь поперечного сечения;

нижний индекс 1 обозначает впуск;

нижний индекс 3 обозначает выпуск; а также

нижний индекс 2 указывает на точку в промежутке между впуском и выпуском.

Кроме того, полное давление в поточной системе равно сумме динамического и статического давления:

. [3]

Динамическое давление может быть задано как:

; [4]

где величины и задаются выше в соответствии с уравнением [2].

В предположении установившегося, несжимаемого, невязкого, безвихревого потока, уравнение Бернулли дает:

Constant ; [5]

где P относится к статическому давлению, а величина ρgz учитывает гидростатический напор из-за перепада высот. Конкретно, g - гравитационная постоянная, а z - высота. Вязкая часть падения давления может быть учтена посредством отдельного слагаемого потерь в уравнении Бернулли.

; [6]

где;

f - коэффициент трения;

L - длина трубки; и

D - диаметр трубки.

Приведенное ниже уравнение [7] представляет собой разновидность уравнения Бернулли, в которой учитываются потери на трение, связанные с перемещением по трубке. Когда текучая среда движется по трубке, в ней рассеивается энергия, и на заданной длине трубки давление падает. Эта потеря давления невосстановима, поскольку энергия текучей среды расходуется вследствие потерь на трение. Соответственно, эти потери можно описать следующим уравнением:

[7]

Это соотношение может быть применено к примерной трубке, описанной выше со ссылкой на уравнение [2]. Когда текучая среда движется от впуска к точке в промежутке между впуском и выпуском, происходит изменение скорости для сохранения массового расхода. Следовательно, при сохранении зависимости, показанной в уравнении [7], динамическое давление увеличивается, вызывая уменьшение статического давления. По мере продвижения текучей среды к выпускному отверстию из точки в промежутке между впуском и выпуском, статическое давление восстанавливается посредством тех же принципов. То есть, при перемещении к выпуску от точки в промежутке между впуском и выпуском сечение потока увеличивается и, следовательно, скорость текучей среды уменьшается, вызывая уменьшение динамического давления при восстановлении части начального статического давления. Однако статическое давление на выпуске будет ниже из-за безвозвратных вязких потерь.

Это может привести к тому, что статическое давление на впуске и выпуске будет больше, чем давление паров текучей среды, тогда как статическое давление между впуском и выпуском меньше давления паров текучей среды. В результате, хотя статическое давление на впуске и выпуске больше, чем давление паров текучей среды, в трубке все же может происходить мгновенное выделение газа, или дегазация. Кроме того, вибрационный измеритель, такой, как измеритель Кориолиса, может быть вставлен в трубопровод, диаметр которого отличается от диаметра трубопровода или трубопроводов в вибрационном измерителе. В результате, когда в вибрационном измерителе обнаруживается выделение газа, давление, измеряемое в трубопроводе, может не совпадать с давлением паров текучей среды в вибрационном измерителе.

Электронный измеритель - усиление привода

На Фиг.2 показана блок-схема электронного измерителя 20 вибрационного измерителя 5. Во время своей работы, вибрационный измеритель 5 предоставляет различные значения измерений, которые могут быть выведены, включающие в себя одно или несколько измеряемых или усредняемых значений массового расхода, объемного расхода, массового и объемного расхода отдельных компонентов потока, а также общего расхода, включающего в себя, например, как объемный, так и массовый расход отдельных компонентов потока.

В вибрационном измерителе 5 возникает колебательный отклик. Колебательный отклик принимается и обрабатывается электронным измерителем 20 для создания одного или нескольких значений измерения текучей среды. Значения могут быть проконтролированы, записаны, сохранены, просуммированы и/или выведены. Электронный измеритель 20 включает в себя интерфейс 201, систему 203 обработки, связанную с интерфейсом 201, и систему 204 памяти, связанную с системой 203 обработки. Несмотря на то, что эти компоненты показаны как отдельные блоки, следует понимать, что электронный измеритель 20 может быть составлен из различных комбинаций объединенных и/или отдельных компонентов.

Интерфейс 201 выполнен с возможностью связи с измерительной сборкой 10 вибрационного измерителя 5. Интерфейс 201 может быть выполнен с возможностью соединения с кабельными соединениями 100 (см. Фиг.1) и для обмена сигналами, например, с приводом 180, тензометрическими датчиками 170l и 170r, и детекторами RTD 190. Интерфейс 201 может быть дополнительно выполнен с возможностью связи по каналу 26, например, с внешними устройствами.

Система 203 обработки может содержать систему обработки любого типа. Система 203 обработки выполнена с возможностью извлечения и выполнения сохраняемых подпрограмм для работы вибрационного измерителя 5. Система 204 памяти может сохранять подпрограммы, включающие в себя подпрограмму 205 расходомера, подпрограмму 211 управления клапаном, подпрограмму 213 усиления привода и подпрограмму 215 давления паров. Система 204 памяти может сохранять измерения, принимаемые значения, рабочие значения и другую информацию. В некоторых вариантах реализации система памяти сохраняет массовый расход (m) 221, плотность (ρ) 225, порог плотности 226, вязкость (μ) 223, температуру (T) 224, давление 209, усиление привода 306, порог 302 усиления привода, порог 244 вовлечения газа, долю 248 вовлеченного газа и любые другие переменные, известные в данной области техники. Подпрограммы 205, 211, 213, 215 могут содержать любой упомянутый сигнал и упомянутые другие переменные, известные в данной области техники. Другие подпрограммы измерения/обработки также предусматриваются и находятся в пределах объема притязаний описания и пунктов формулы изобретения.

Как можно понять, в системе 204 памяти может быть сохранено большее или меньшее количество значений. Например, давление паров может быть определено без использования вязкости 223. Например, вязкость может быть оценена на основе падения давления или функции, определяющей трение как функцию расхода. Однако вязкость 223 может быть использована для вычисления числа Рейнольдса, которое затем может быть использовано для определения коэффициента трения. Число Рейнольдса и коэффициент трения могут быть применены для определения вязкого падения давления в трубопроводе, таком, как трубопроводы 130, 130', описываемые выше со ссылкой на Фиг.1. Как можно понять, число Рейнольдса может не использоваться.

Подпрограмма 205 расходомера может создавать и сохранять количественные показатели текучей среды и результаты измерений расхода. Эти значения могут содержать по существу мгновенные значения измерений или могут содержать суммируемые или накапливаемые значения. Например, подпрограмма 205 расходомера может создавать результаты измерений массового расхода и сохранять их, например, в хранилище 221 массового расхода системы 204 памяти. Подпрограмма 205 расходомера может создавать результаты измерений плотности 225 и сохранять их, например, в устройстве памяти для плотности 225. Значения массового расхода 221 и плотности 225 определяются из колебательного отклика, как рассмотрено выше и как известно в данной области техники. Массовый расход и другие измерения могут содержать, по существу, мгновенное значение, могут содержать выборку, могут содержать усредняемое значение за интервал времени или могут содержать накапливаемое значение за интервал времени. Интервал времени может быть выбран так, чтобы соответствовать периоду времени, в течение которого обнаруживаются определенные условия текучей среды, например, только жидкое состояние текучей среды, или, альтернативно, состояние текучей среды, включающее в себя жидкости и вовлеченный газ. Кроме того, другие значения массового и объемного расхода и соответствующие количественные оценки также предусматриваются и находятся в пределах объема притязаний настоящего описания и пунктов формулы изобретения.

Порог 302 усиления привода может быть использован для того, чтобы различать периоды наличия потока, отсутствия потока, однофазной/двухфазной границы (когда происходит изменение фазы текучей среды) и потока вовлеченного газа/смешанной фазы. Аналогично, порог 226 плотности, применяемый к показанию 225 плотности, также может быть использован, отдельно или вместе с усилением 306 привода для того, чтобы различать поток вовлеченного газа/смешанной фазы. Усиление 306 привода может быть использовано как мера чувствительности вибрации трубопровода вибрационного измерителя 5 к присутствию текучих сред несопоставимых плотностей, таких, как жидкие и газовые фазы, например, без ограничений.

Используемый здесь термин "усиление привода" относится к значению мощности, необходимой для возбуждения колебаний расходомерных трубок с данной амплитудой, хотя может быть использовано любое подходящее определение. Например, в некоторых вариантах реализации термин "усиление привода" может относиться к току привода, напряжению на датчике или к любому измеряемому или получаемому сигналу, который указывает на значение мощности, необходимой для возбуждения колебаний расходомерных трубопроводов 130, 130' с конкретной амплитудой. Усиление привода может быть использовано для обнаружения многофазного потока за счет использования характеристик усиления привода, таких, как, например, уровни шума, стандартное отклонение сигналов, измерения, связанные с демпфированием, и любые другие средства, известные в данной области техники, для обнаружения потока со смешанной фазой. Эти показатели могут быть сравниваемыми между тензометрическими датчиками 170l и 170r для обнаружения потока со смешанной фазой.

Обнаружение изменения фазы текучей среды

На Фиг. 3 показан график 300, иллюстрирующий соотношение между усилением привода и отношением газ-жидкость, которое можно использовать для определения давления паров с помощью коэффициента измерителя давления паров. Как показано на Фиг.3, график 300 включает в себя ось 310 средней доли пустот и ось 320 усиления привода. Ось 310 средней доли пустот и ось 320 усиления привода увеличиваются в процентах, хотя могут использоваться любые подходящие единицы и/или отношения.

График 300 включает в себя графики 330, которые представляют собой соотношения между усилением привода и отношениями газ-жидкость для различных скоростей потока. Как показано, отношение газ-жидкость представляет собой среднее значение доли пустот на графиках 330, хотя может быть использовано любое подходящее отношение газ-жидкость, такое, как объемная доля газа ("GVF") или доля вовлечения газа, и оно может быть основано на объеме, площади поперечного сечения и т.п. Как можно понять, графики 330 похожи, несмотря на то, что они связаны с различными скоростями потока. Также показана линия 340 порога усиления привода, которая пересекается с графиками 330 при средней доле пустот примерно 0,20%, которая может быть опорной средней долей пустот 330а, соответствующей 40% усилению привода. Также показано усиление 332 привода истинного давления пара, которое составляет приблизительно 10%. Фактическое усиление 332 привода давления пара соответствует текучей среде в измерительной сборке, который имеет статическое давление, при котором происходит изменение фазы текучей среды, и имеет отношение газ-жидкость, равное нулю.

Как можно видеть, графики 330 варьируются от усиления привода приблизительно 10 процентов до усиления привода приблизительно 100 процентов в диапазоне средней доли пустот от 0,00 до приблизительно 0,60 процента. Как можно понять, относительно небольшое изменение средней доли пустот приводит к значительному изменению усиления привода. Это относительно небольшое изменение может обеспечивать то, что начало парообразования может быть точно обнаружено с помощью усиления привода.

Несмотря на то, что усиление привода 40% показано как соответствующее средней доле пустот 0,20 процента, это соответствие может быть определенным для конкретного процесса. Например, усиление привода в 40% может соответствовать другим средним значениям доли пустот для других технологических текучих сред и при других технологических условиях. Различные текучие среды могут иметь различные значения давления паров, и поэтому начало парообразования для текучих сред может происходить при различных скоростях потока. Таким образом, текучая среда с относительно низким давлением паров будет испаряться при более высоких скоростях потока, а текучая среда с относительно высоким давлением паров может испаряться при более низких скоростях потока.

Также может быть понятно, что линия 340 порога усиления привода может иметь альтернативные/другие значения усиления привода. Однако, может быть полезно иметь усиление привода на уровне 30-40% для исключения ложного обнаружения потока вовлеченной/смешанной фазы, а также гарантировать правильное определение начала парообразования.

Кроме того, на графиках 330 используется усиление привода, но могут быть использованы и другие сигналы, такие, как измеряемая плотность и т.п. Измеряемая плотность может увеличиваться или уменьшаться вследствие присутствия пустот в текучей среде. Например, измеряемая плотность может, вопреки интуиции, увеличиваться из-за пустот в относительно высокочастотных вибрационных измерителях из-за эффекта скорости звука. В относительно низкочастотных измерителях измеряемая плотность может уменьшаться из-за того, что плотность пустот меньше плотности текучей среды. Эти и другие сигналы могут быть использованы по отдельности или в комбинации для обнаружения присутствия паров в измерительной сборке.

Как рассмотрено выше, среднее значение доли пустот в 0,20 процента может быть опорной средней долей 330a пустот, которая соответствует 40-процентному значению усиления привода, которое может быть там, где линия 340 порога усиления привода пересекается с осью 320 усиления привода. Соответственно, тогда, когда измеряемое усиление привода составляет 40 процентов для текучей среды в измерительной сборке, такой, как измерительная сборка 10, описываемая выше, средняя доля пустот текучей среды может составлять приблизительно 0,20 процента. Доля пустот приблизительно 0,20 процента может соответствовать давлению текучей среды из-за присутствия газа в текучей среде. Например, доля пустот приблизительно 0,20 процента может соответствовать, например, значению статического давления.

Вследствие ранее определенной взаимосвязи между усилением привода или другим сигналом, таким, как плотность, и опорной средней долей 330a пустот, которая может быть опорным отношением газ-жидкость, значение давления паров может быть связано с коэффициентом измерителя давления паров. Например, измерительная сборка может вибрировать при увеличении или уменьшении статического давления до тех пор, пока не будет обнаружено изменение фазы текучей среды. Затем значение давления паров может быть определено из статического давления, как будет более подробно описано ниже в связи с Фиг.4. Определяемое значение давления паров может соответствовать, например, статическому давлению на линии 340 порога усиления привода. Это определяемое значение давления пара может быть отрегулировано с помощью коэффициента измерителя давления пара, так, чтобы соответствовать усилению 332 привода истинного давления пара, при котором происходит изменение фазы или встречается однофазная/двухфазная граница. Соответственно, несмотря на то, что присутствие газа в текучей среде может быть обнаружено при статическом давлении, которое отличается от истинного давления паров текучей среды, истинное значение давления паров может, тем не менее, быть определено.

С использованием опорной средней доли 330a пустот, в качестве примера, статическое давление в измерительной сборке может быть уменьшено до тех пор, пока усиление привода не достигнет 40 процентов, тем самым показывая, что текучая среда в измерительной сборке имеет среднюю долю пустот 0,20 процента. Система обработки, такая, как описываемая выше система 203 обработки, может определять, что текучая среда начинает испаряться при статическом давлении, которое, например, пропорционально выше статического давления, соответствующего 40-процентному усилению привода. Например, истинное значение давления паров может быть связано с усилением привода приблизительно 10%. Как можно понять, из-за неопределенностей, связанных с вычислением статического давления (например, ошибки датчика давления, ошибки измерения расхода и т.д.), истинное давление паров может быть пропорционально ниже, чем вычисляемое статическое давление, которое связано с усилением привода в 40%. В любом случае, истинное давление паров соответствует статическому давлению текучей среды, при котором происходит изменение фазы текучей среды, но соотношение газ-жидкость равно нулю.

Таким образом, измеряемое усиление привода может использоваться для обнаружения газа, но может и дать очень точное определение значения истинного давления паров. Более конкретно, в тот момент, когда сначала происходит дегазация, при наличии нескольких маленьких пузырьков усиление привода может не увеличиваться выше линии 340 порога усиления привода для обнаружения. Динамическое давление может быть увеличено, например, посредством насоса, который продолжает увеличивать скорость потока до тех пор, пока статическое давление не упадет так, что усиление привода перейдет линию 340 порога усиления привода. В зависимости от приложения, это вычисляемое статическое давление (например, нескорректированное давление паров) может быть скорректировано (например, отрегулировано - уменьшено или увеличено) с помощью коэффициента измерителя давления паров, например, 1 фунт/кв.дюйм для учета задержки в обнаружении изменения фазы текучей среды. Таким образом, коэффициент измерителя давления паров может быть задан и применен к нескорректированному измерению давления паров как функция усиления привода для учета разницы в усилении привода, при котором регистрируется газ, и истинном давлении паров для обнаружения небольшого количества газа.

Обращаясь к Фиг.3 в качестве примера, измеряемое усиление привода 40 процентов может соответствовать статическому давлению текучей среды в измерительной сборке, которое, например, на 1 фунт/кв.дюйм меньше статического давления, соответствующего усилению привода, связанному с истинным давлением паров. Соответственно, вибрационный измеритель 5, или электронный измеритель 20, или любое подходящее электронное устройство может определить, что коэффициент измерителя давления пара равен 1 фунту на квадратный дюйм, и добавить это значение к статическому давлению, связанному с 40-процентным усилением привода. В результате вибрационный измеритель 5 может точно обнаружить изменение фазы текучей среды и, следовательно, также точно определять давление паров текучей среды с использованием усиления привода.

Однако могут использоваться другие средства обнаружения изменения фазы, в которых не используется усиление привода. Например, изменение фазы может быть обнаружено с помощью акустических измерений, измерений на основе рентгеновских лучей, оптических измерений и т.д. Также могут быть рассмотрены комбинации вышеперечисленных реализаций. Например, байпасная линия, которая проходит вертикально в петле с акустическими и/или оптическими измерениями, распределенными по вертикали для определения того, где газ впервые дегазируется. Эта высота будет затем предоставлять необходимые входные данные для вычисления давления паров текучей среды в вибрационном измерителе 5, как поясняется ниже.

Падение давления в вибрационном измерителе

На Фиг.4 показан график 400, иллюстрирующий то, как статическое давление текучей среды в вибрационном измерителе может быть использовано для определения давления паров. Как показано на Фиг.4, график 400 включает в себя ось 410 положения и ось 420 статического давления. На оси 410 положения не показаны какие-либо конкретные единицы длины, но она может быть в дюймах, однако могут использоваться любые подходящие единицы. Ось 420 статического давления приведена в фунтах на квадратный дюйм (psi), однако могут использоваться любые подходящие единицы. Ось 410 положения находится в диапазоне от впуска ("IN") до выпуска ("OUT") вибрационного измерителя.

Соответственно, положение от IN до OUT может соответствовать текучей среде, например, в измерительной сборке 10, показанной на Фиг.1. В данном примере область от IN примерно до точки A может соответствовать участку измерительной сборки 10 между фланцем 103 и монтажной опорой 120 трубопровода. Область примерно от точки A до точки G может соответствовать трубопроводам 130, 130' между монтажными опорами 120, 120'. Область от точки G до точки OUT может соответствовать участку измерительной сборки 10 от монтажной опоры 120' до фланца 103'. Соответственно, текучая среда в измерительной сборке 10 (например, в диапазоне положений от точки IN до точки OUT) может не включать в себя текучую среду, например, в трубопроводе, в который вставляется измерительная сборка 10. Текучая среда в измерительной сборке 10 может быть текучей средой в трубопроводах 130, 130'.

Графическое представление 400 также включает в себя график 430 нулевого динамического давления и график 440 изменения динамического давления 30. На графике 430 нулевого динамического давления не показывается изменение динамического давления - предполагается, что давление линейно уменьшается от впуска к выпуску вибрационного измерителя. График 440 изменения динамического давления может отображать фактическое давление в вибрационном измерителе, вставляемом в трубопровод, в котором диаметр трубопровода или трубопроводов вибрационного измерителя меньше диаметра магистрального трубопровода. Примерный вибрационный измеритель 5 показан на Фиг.1, хотя может быть использован любой подходящий вибрационный измеритель. Соответственно, текучая среда в измерительной сборке, такой, как описываемая выше измерительная сборка 10, может иметь пониженное статическое давление вследствие увеличения динамического давления. Также показана линия 450 давления паров, отображающая давление паров текучей среды в вибрационном измерителе.

График 440 изменения динамического давления включает в себя участок 440a падения статического давления, участок 440b вязких потерь и участок 440c увеличения статического давления. График 440 изменения динамического давления также включает в себя минимальное статическое давление 440d. Участок 440a падения статического давления может быть обусловлен увеличением скорости текучей среды, вызывающим соответствующее увеличение динамического давления в данном участке вибрационного измерителя. Участок 440b вязких потерь может соответствовать участку трубопровода или трубопроводов с постоянным диаметром в вибрационном измерителе. Соответственно, участок 440b вязких потерь может не отражать увеличение скорости текучей среды и, следовательно, может не отражать увеличение динамического давления. Участок 440c увеличения статического давления может быть обусловлен уменьшением скорости текучей среды и, следовательно, снижение статического давления на участке 440a падения статического давления может быть скомпенсировано. Участок 440a падения статического давления и участок 440c увеличения статического давления могут быть изменениями статического давления в измерительной сборке.

Участок графика 440 изменения динамического давления, лежащий под линией 450 давления паров, который включает в себя минимальное статическое давление 440d, может соответствовать положениям (например, примерно от положения E до положения немного далее положения G), в которых изменение фазы текучей среды происходит во текучей среде в измерительной сборке, такой, как измерительная сборка 10, описанная выше. Как видно из Фиг.4, минимальное статическое давление 440d находится ниже линии 450 давления паров. Это указывает на то, что график 440 изменения динамического давления может быть сдвинут вверх посредством увеличения статического давления текучей среды в измерительной сборке. Однако, если увеличить статическое давление примерно на 5 psi, так, чтобы сместить график 440 изменения динамического давления до тех пор, пока минимальное статическое давление 440d не окажется на линии 450 давления паров, может быть обнаружено изменение фазы текучей среды. Поскольку статическое давление увеличивается, газ или пар в текучей среде в измерительной сборке может стать жидкостью. И наоборот, если график 440 изменения динамического давления располагается выше линии 450 давления паров, и статическое давление текучей среды в измерительной сборке уменьшается до тех пор, пока минимальное статическое давление 440d не окажется на линии давления паров, то изменение фазы текучей среды может быть связано с образованием газа или пара в текучей среде.

Как видно из Фиг.4, участок 440b вязких потерь уменьшается от статического давления примерно в 68 psi в положении A до статического давления примерно в 55 psi в положении G. Как можно понять, статическое давление приблизительно 55 psi в положении G меньше, чем линия 450 давления паров, которая соответствует примерно 58 psi. В результате, даже несмотря на то, что статическое давление на впуске и выпуске больше, чем на линии 450 давления паров, текучая среда в вибрационном измерителе все еще может мгновенно выделять газ или дегазироваться.

Соответственно, статическое давление на впуске и выпуске прямо не соответствует давлению паров текучей среды. Другими словами, давление паров текучей среды не может быть напрямую определено из статического давления текучей среды в магистральном трубопроводе или вне измерительной сборки. Статическое давление в измерительной сборке 10 или, более конкретно, в трубопроводах 130, 130', может быть точно определено, например, посредством использования измерений давления на впуске и выпуске и введения размеров вибрационного измерителя 5 (например, диаметра и длины трубопроводов 130, 130'). Однако, для точного определения давления паров может потребоваться вызвать изменение фазы текучей среды в вибрационном измерителе 5, которое может быть вызвано посредством варьирования статического давления текучей среды в вибрационном измерителе 5.

Варьирование статического давления текучей среды

На Фиг.5 показана система 500 для определения давления паров текучей среды. Как показано на Фиг.5, система 500 представляет собой байпас, который включает в себя байпасный впуск и байпасный выпуск, которые соединяются с трубопроводом 501. Система 500 включает в себя насос 510, связанный по текучей средес выпуском вибрационного измерителя 5, показанного как измеритель Кориолиса, и байпасным выпуском. Датчик 520 давления на впуске связан по текучей среде с впускным отверстием вибрационного измерителя 5 и с байпасным впуском. Датчик 530 давления на выпуске располагается между выпуском вибрационного измерителя 5 и насосом 510 и выполнен с возможностью измерения статического давления текучей среды на выпуске вибрационного измерителя 5. Устройство 540 управления потоком, которое показано как клапан, расположено между байпасным впуском и датчиком 520 давления на впуске.

Насос 510 может быть любым подходящим насосом, который может, например, увеличивать скорость текучей среды в вибрационном измерителе 5. Насос 510 может, например, включать в себя привод с регулируемой частотой. Привод с регулируемой частотой может обеспечивать управление скоростью текучей среды в системе 500 посредством насоса 510. Например, привод с регулируемой частотой может увеличивать скорость протекания текучей среды через вибрационный измеритель 5, хотя скорость текучей среды может быть увеличена посредством любого подходящего насоса. Насос 510 может увеличивать динамическое давление текучей среды в вибрационном измерителе 5 посредством увеличения скорости текучей среды.

Соответственно, статическое давление текучей среды в вибрационном измерителе 5 может уменьшаться. В качестве иллюстрации со ссылкой на Фиг.4, насос 510 может вызвать смещение графика 440 изменения динамического давления вниз. Соответственно, хотя это не показано на Фиг.4, если график 440 изменения динамического давления находится выше линии 450 давления пара, насос 510 может вызвать мгновенное выделение газа или дегазацию, приводя к тому, что динамическое давление изменяет график 440, сдвигая его вниз. Таким же образом, посредством смещения графика 440 изменения динамического давления до линии 450 давления паров или выше, газ или пар в текучей среде может стать жидкостью.

Датчик 520 давления на впуске и датчик 530 давления на выпуске могут быть любыми подходящими датчиками давления, выполненными с возможностью измерения любого давления текучей среды. Например, датчик 520 давления на впуске и датчик 530 давления на выпуске могут измерять статическое давление текучей среды в системе 500. Дополнительно или альтернативно, датчик 520 давления на впуске и датчик 530 давления на выпуске могут измерять полное давление текучей среды в системе 500. В одном из примеров динамическое давление текучей среды может быть определено посредством определения разности между полным давлением и статическим давлением текучей среды в системе 500, согласно уравнению [3] выше. Например, датчик 520 давления на впуске может измерять полное давление и статическое давление текучей среды вблизи впуска или на впуске вибрационного измерителя 5. Датчик 520 давления на впуске и/или электронный измеритель 20 в вибрационном измерителе 5 могут определять динамическое давление на впуске вибрационного измерителя 5.

Устройство 540 управления потоком может увеличивать скорость протекания текучей среды в системе 500, когда положение устройства 540 управления потоком меняется от частично закрытого положения до полностью открытого положения. Например, посредством уменьшения ограничения потока системы 500 на впуске вибрационного измерителя 5 скорость текучей среды может увеличиваться в соответствии с уравнением [2], приведенным выше. За счет этого график 440 изменения динамического давления может сместиться вниз, так, что происходит мгновенное выделение газа или дегазация. И наоборот, устройство 540 управления потоком может снижать скорость протекания текучей среды в системе 500, таким образом, сдвигая график 440 изменения динамического давления вверх, вызывая тем самым конденсацию газа или паров.

Когда устройство 540 управления потоком открывается, скорость текучей среды увеличивается, но также увеличивается статическое давление на впуске вибрационного измерителя 5, и наоборот. Объединение устройства 540 управления потоком с насосом 510 может обеспечить предпочтительное технологическое условие посредством частичного закрытия устройства 540 управления потоком (например, для ограничения расхода и снижения давления ниже по ходу от устройства 540 управления потоком) и увеличения скорости насоса (например, увеличения расхода) для получения желательно более низкого статического давления и более высокой скорости.

Несмотря на то, что статическое давление текучей среды в вибрационном измерителе 5, или, более конкретно, в измерительной сборке 10 в вибрационном измерителе 5 может быть варьировано с помощью насоса 510 или устройства 540 управления потоком, или их объединения, описанного выше, могут быть использованы и другие средства варьирования статического давления. Например, может варьироваться высота z вибрационного измерителя 5. Для уменьшения статического давления текучей среды в вибрационном измерителе 5 высота z может быть увеличена. Для увеличения статического давления текучей среды в вибрационном измерителе 5 высота z может быть уменьшена. Высота z вибрационного измерителя 5 может варьироваться посредством любых подходящих средств, таких, как механизированный подъемник между вибрационным измерителем 5 и трубопроводом 501 и сильфон между вибрационным измерителем 5, например, устройством 540 управления потоком и насосом 510. Могут быть использованы другие средства, а также объединение различных средств (например, насоса 510, устройства 540 управления потоком и/или механизированного подъемника).

Например, если расход через байпас достаточный, использовать насос не обязательно. Может быть использовано только устройство 540 управления потоком. Устройство 540 управления потоком может быть установлено в других местах, например, ниже по ходу относительно вибрационного измерителя 5. В качестве альтернативы, устройство 540 управления потоком может не использоваться, например, там, где используется насос 510 и/или механизированный подъемник. В другом альтернативном примере измеритель может быть установлен в основной линии, а не в байпасе. Дополнительно или альтернативно, может быть использован только один датчик давления. Например, может быть использован только датчик 530 давления на выпуске. Датчики 520, 530 давления на впуске и/или давления на выпуске могут быть расположены в других местах. Датчик 530 давления на выпуске и его расположение может иметь преимущество, поскольку статическое давление в месте расположения датчика 530 давления на выпуске может по существу стабилизироваться относительно скорости текучей среды тогда, когда текучая среда в измерительной сборке 10 находится при давлении паров. Таким образом, любое дополнительное увеличение скорости текучей среды может не вызвать существенного уменьшения статического давления, измеряемого датчиком 530 давления на выпуске.

Определение давления паров текучей среды

На Фиг.6 показан способ 600 определения давления паров текучей среды. Как показано на Фиг.6, в способе 600 на этапе 610 предоставляется текучая среда на измерительную сборку, такую, как, например, измерительная сборка 10, описываемая выше со ссылкой на Фиг.1. На этапе 620 в способе 600 определяется давление паров текучей среды на основании статического давления текучей среды в измерительной сборке.

В течение этапа 610 текучая среда может быть предоставлена на измерительную сборку 10, например, через ответвление на магистральном трубопроводе, такое, как система 500, показанная на Фиг.5. Как показано на Фиг.5, ответвление представляет собой контур, в котором текучая среда возвращается в трубопровод 501. Альтернативно, текучая среда может быть предоставлена на измерительную сборку 10 через невозвратное ответвление. Например, ответвление от трубопровода 501, показанное на Фиг.5, может опорожняться в резервуар или танк, а не возвращаться в магистральный трубопровод 501. Текучая среда может включать в себя, а может и не включать в себя пар или газ.

На этапе 620 может определяться давление паров текучей среды, например, посредством варьирования полного или статического давления текучей среды в измерительной сборке 10 до тех пор, пока не будет обнаружено изменение фазы текучей среды. Например, статическое давление текучей среды может увеличиваться до тех пор, пока пар не перестанет обнаруживаться. И наоборот, статическое давление может снижаться до тех пор, пока не будет обнаружен пар. Изменение фазы текучей среды может быть обнаружено любыми подходящими средствами, такими, как, например, средства обнаружения на основе сигналов датчиков, таких, как обнаружение изменения усиления привода или сигнала привода, как обсуждалось выше со ссылкой на Фиг.3.

Когда обнаруживается изменение фазы текучей среды, например, когда обнаруживается изменение усиления привода, вибрационный измеритель 5 или электронное устройство, соединенное с вибрационным измерителем 5, может определять давление на впуске и/или выпуске измерительной сборки 10. Например, относительно Фиг.5, датчик 520 давления на впуске может измерять статическое давление текучей среды на впуске измерительной сборки 10, а датчик 530 давления на выпуске может измерять статическое давление текучей среды на выпуске измерительной сборки 10. Соответственно, впускное статическое давление и/или выпускное статическое давление может быть связано с изменением фазы текучей среды.

Впускное статическое давление и выпускное статическое давление может быть использовано в уравнении [7] выше для определения статического давления в измерительной сборке. Например, может быть выпускным давлением, а может быть давлением текучей среды в измерительной сборке. Величины, относящиеся к высоте, и , могут использоваться для учета изменения высоты текучей среды в измерительной сборке вследствие, например, геометрии трубопровода. Например, трубопроводы дугообразной формы, такие, как трубопроводы измерительной сборки 10, описанной выше, могут иметь перепад высоты. Величины динамической скорости , могут быть определены аналогично посредством измерения плотности и расхода текучей среды и знания размеров трубопроводов и трубки, соединенной с впусками и выпусками трубопроводов. Таким же образом, член вязкого падения давления, , также может быть определен.

Соответственно, в способе 600 может определяться давление паров текучей среды в измерительной сборке 10 на основе обнаружения пара. Таким образом, статическое давление может варьироваться до тех пор, пока не будет обнаружено изменение фазы, и затем может быть определено соответствующее статическое давление, например, на основании давления на выпуске. Таким образом, статическое давление может быть давлением паров. Как можно понять, изменение давления в измерительной сборке может быть основано на изменении площади поперечного сечения измерительной сборки.

Выше рассматривается вибрационный измеритель 5, в частности, электронный измеритель 20, и способ 600, в котором определяется давление паров текучей среды в измерительной сборке 10 на основании статического давления текучей среды в измерительной сборке 10. Поскольку статическое давление представляет собой давление текучей среды в измерительной сборке 10, а не статическое давление текучей среды, например, в трубопроводе, в который вставлена измерительная сборка, определяемое давление паров может быть более точным. В результате работа вибрационного измерителя 5 и электронного измерителя 20 улучшается, поскольку значения, предоставляемые вибрационным измерителем 5 и электронным измерителем 20, представляют собой более точные значения. Более точные измерения в области техники измерений давления паров могут улучшить другие области техники, такие, как управление технологической обработкой текучей среды и т.п.

Подробное описание вышеупомянутых вариантов реализации не является исчерпывающим описанием всех вариантов реализации, которые заявители рассматривают как находящиеся в пределах объема притязаний настоящего описания. Действительно, специалисты в данной области техники поймут, что некоторые из элементов описанных выше вариантов реализации могут быть по-разному объединены или исключены для создания дополнительных вариантов реализации, и такие дополнительные варианты реализации находятся в пределах объема притязаний и пояснений настоящего описания. Специалистам в данной области техники также будет очевидно, что описанные выше варианты реализации могут быть объединены полностью или частично для создания дополнительных вариантов реализации в пределах объема притязаний и пояснений настоящего описания.

Таким образом, хотя в данном документе в целях иллюстрации описаны конкретные варианты реализации, в пределах объема притязаний настоящего описания возможны различные эквивалентные модификации, что будет понятно специалистам в соответствующей области техники. Представленные здесь пояснения могут быть применены к другим способам, устройствам, электронным устройствам, системам и т.п. для определения давления паров текучей среды, а не только к вариантам реализации, описанным выше и показанным на сопровождающих чертежах. Соответственно, объем притязаний описанных выше вариантов реализации должен определяться из нижеследующей формулы изобретения.

Группа изобретений относится к определению давления паров текучей среды в измерительной сборке. Вибрационный измеритель (5) для определения давления паров текучей среды содержит измерительную сборку (10), содержащую текучую среду, и электронный измеритель (20), связанный с возможностью осуществления связи с измерительной сборкой (10). Причем электронный измеритель (20) выполнен с возможностью определения давления паров текучей среды в измерительной сборке (10) на основании статического давления текучей среды в измерительной сборке (10). Способ определения давления паров текучей среды, причем способ содержит этапы, на которых предоставляют текучую среду на измерительную сборку, и определяют давление паров текучей среды в измерительной сборке на основании статического давления текучей среды в измерительной сборке. Техническим результатом является точное определение давления паров. 2 н. и 16 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Вибрационный измеритель (5) для определения давления паров текучей среды, причем вибрационный измеритель (5) содержит:

измерительную сборку (10), содержащую текучую среду; и

электронный измеритель (20), связанный с возможностью осуществления связи с измерительной сборкой (10),

причем электронный измеритель (20) выполнен с возможностью:

определения давления паров текучей среды в измерительной сборке (10) на основании статического давления текучей среды в измерительной сборке (10).

2. Вибрационный измеритель (5) по п.1, причем электронный измеритель (20) выполнен с возможностью определения давления паров текучей среды в измерительной сборке (10) на основании статического давления текучей среды в измерительной сборке (10) и дополнительно выполнен с возможностью:

варьирования статического давления текучей среды в измерительной сборке (10) до тех пор, пока не будет обнаружено изменение фазы текучей среды; и

определения статического давления текучей среды в измерительной сборке (10).

3. Вибрационный измеритель (5) по п.2, причем статическое давление текучей среды в измерительной сборке (10) варьируется вследствие по меньшей мере одного из изменения высоты и изменения скорости протекания текучей среды в измерительной сборке (10).

4. Вибрационный измеритель (5) по любому из предшествующих пп.1-3, причем:

измерительная сборка (10) выполнена с возможностью возбуждения колебаний и предоставления сигналов датчиков, возникающих в результате этих колебаний; и

электронный измеритель (20) дополнительно выполнен с возможностью обнаружения паров в измерительной сборке (10) на основании сигналов датчиков.

5. Вибрационный измеритель (5) по любому из предшествующих пп.1-4, причем электронный измеритель (20) дополнительно выполнен с возможностью определения давления паров текучей среды в измерительной сборке (10) на основании обнаружения изменения фазы текучей среды в измерительной сборке (10).

6. Вибрационный измеритель (5) по любому из предшествующих пп.1-5, в котором статическое давление текучей среды в измерительной сборке (10) определяется на основании по меньшей мере одного из давления на впуске и давления на выпуске текучей среды.

7. Вибрационный измеритель (5) по любому из предшествующих пп.1-6, причем статическое давление текучей среды в измерительной сборке (10) определяется посредством вычисления изменения статического давления в измерительной сборке (10) на основании изменения площади поперечного сечения в измерительной сборке (10).

8. Вибрационный измеритель (5) по любому из предшествующих пп.1-7, причем электронный измеритель (20) дополнительно выполнен с возможностью связи с одним или более из насоса (510) и устройства (540) управления потоком для варьирования статического давления текучей среды в измерительной сборке (10).

9. Вибрационный измеритель (5) по любому из предшествующих пп.1-8, причем электронный измеритель (20) дополнительно выполнен с возможностью связи по меньшей мере с одним из датчика (520) давления на впуске и датчика (530) давления на выпуске для определения статического давления текучей среды в измерительной сборке (10).

10. Способ определения давления паров текучей среды, причем способ содержит этапы, на которых:

предоставляют текучую среду на измерительную сборку; и

определяют давление паров текучей среды в измерительной сборке на основании статического давления текучей среды в измерительной сборке.

11. Способ по п.10, причем определение давления паров текучей среды в измерительной сборке на основании статического давления текучей среды в измерительной сборке содержит этапы, на которых:

варьируют статическое давление текучей среды в измерительной сборке до тех пор, пока не будет обнаружено изменение фазы текучей среды; и

определяют статическое давление текучей среды в измерительной сборке.

12. Способ по п.11, причем статическое давление текучей среды в измерительной сборке варьируется посредством по меньшей мере одного из изменения высоты и изменения скорости протекания текучей среды в измерительной сборке.

13. Способ по любому из предшествующих пп.10-12, дополнительно содержащий этапы, на которых:

возбуждают колебания участка измерительной сборки и предоставляют сигналы датчиков, возникающие в результате этих колебаний; и

обнаруживают пары в измерительной сборке на основании сигналов датчиков.

14. Способ по любому из предшествующих пп.10-13, дополнительно содержащий определение давления паров текучей среды в измерительной сборке на основании обнаружения изменения фазы текучей среды в измерительной сборке.

15. Способ по любому из предшествующих пп.10-14, причем определение статического давления текучей среды в измерительной сборке основано по меньшей мере на одном из давления на впуске и давления на выпуске текучей среды.

16. Способ по любому из предшествующих пп.10-15, причем определение статического давления текучей среды в измерительной сборке содержит вычисление изменения статического давления в измерительной сборке на основании изменения площади поперечного сечения в измерительной сборке.

17. Способ по одному из предшествующих пп.10-16, дополнительно содержащий использование электронного измерителя для связи с одним или более из насоса и устройства управления потоком для варьирования статического давления текучей среды в измерительной сборке.

18. Способ по одному из предшествующих пп.10-17, в котором дополнительно используется электронный измеритель для связи по меньшей мере с одним из датчика давления на впуске и датчика давления на выпуске для определения статического давления текучей среды в измерительной сборке.